超薄柔性银纳米线/还原氧化石墨烯/纤维素纳米纤维复合纸的制备及其电磁屏蔽性能

随着无线通信技术的发展,电磁辐射污染日益严重,开发超轻、超薄、柔性、高机械性能的电磁屏蔽材料以保护精密电子器件免受电磁辐射干扰十分必要。以纤维素纳米纤维(CNFs)为基质,银纳米线(Ag NWs)和氧化石墨烯(GO)为导电填料,通过交替真空抽滤CNFs和具有不同比例的Ag NWs/GO混合液的方法构建了一种超薄柔性电磁屏蔽复合纸(厚度为34μm)。研究了复合薄膜的润湿性、力学性能以及电磁屏蔽性能,揭示了复合纸微观结构及组成对其润湿性、力学性能以及电磁屏蔽性能的影响。SEM测试结果表明,该复合纸具有多层结构。导电性测试结果表明,3个导电层导电性呈梯度变化。接触角测试的结果表明,形成多层梯度结构后,复合纸的接触角为115°,表现出了一定的疏水性。万能力学试验机的结果表明,多层梯度结构复合纸的应力和应变分别为26.7 MPa和2.16%,相比混合非梯度复合纸有了一定的提升。矢量网络分析仪的测试结果表明,具有梯度结构的复合纸在8.2 GHz时,电磁屏蔽效能为24 dB,高于混合非梯度结构复合纸的效能(19 dB),并以吸收损耗为主。因此,通过构建分层梯度结构可以显著提升复合纸的力学性能以及电磁屏蔽性能。

镍铜纳米线-氧化石墨烯复合磁性催化剂的制备及其性能

相对于贵金属催化剂,催化效率较低和循环使用性能不佳,是限制非贵金属催化剂在处理含硝基芳烃类的有机废水及工业生产对氨基苯酚等多相催化领域应用的关键因素,因此开发高效且可循环使用的非贵金属催化剂是当务之急。采用磁场辅助-液相还原-金属置换法,先在氧化石墨烯(GO)水溶胶体系中自组装制备氧化石墨烯与镍纳米线(Ni-NWs)的原位复合物Ni-NWs@GO,再利用原电池反应于液相条件下在前驱体Ni-NWs@GO的表面通过金属置换负载上活性金属铜(Cu),制备了一种磁性纳米催化剂镍铜纳米线-氧化石墨烯(Ni&Cu-NWs@GO),并以催化还原对硝基苯酚为对氨基苯酚为反应模型考察了其催化性能。结果表明:优化条件下制备的Ni&Cu-NWs@GO复合材料平均直径约为90nm,平均长度大于2μm,比表面积为11.36m^(2)/g;将其用于催化还原对硝基苯酚反应时,催化效率达到98.29%,质量反应速率常数为5.81mg-1·min-1,循环反应十圈后催化反应转化率超过82%,综合性能明显优于参照催化剂(市售雷尼镍)。

氧化石墨烯负载纳米铜复合物的制备及其氢转移催化性能的研究

本文以NaH_(2)PO_(2)·H_(2)O和L-抗坏血酸为还原剂,以不同脱乙酰度壳聚糖(CHS)为稳定剂,制备氧化石墨烯(GO)负载纳米铜(CuNPs)复合物(GO-CuNPs-CHS)。利用紫外-可见光谱(UV-vis)研究了壳聚糖脱乙酰度对GO-CuNPs-CHS中CuNPs尺寸形貌的影响。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对GO-CuNPs-CHS进行了表征,探究了其对4-硝基苯酚(4-NP)的氢转移催化性能。结果表明,使用低脱乙酰度壳聚糖为稳定剂有利于制备小粒径、近球形的CuNPs。以脱乙酰度为52.3%的壳聚糖为稳定剂制备的GO-CuNPs-N3中CuNPs的平均粒径为(9.0±1.3)nm。GO-CuNPs-CHS的氢转移催化性能随着壳聚糖脱乙酰度的降低而逐渐增强,以GO-CuNPs-N3为催化剂时仅需8 min 4-NP转化率可达到98.4%,反应速率常数可达0.6868 min^(-1),反应活化能Ea为40.5 kJ·mol^(-1)。

基于功能化荧光氧化石墨烯的CuNCs标记生物传感器对癌胚抗原检测的价值研究

构建基于功能化荧光氧化石墨烯(graphene oxide,GO)的荧光铜纳米簇(Fluorescent copper nanoclusters,CuNCs)标记生物传感器的荧光分析法,用于灵敏检测癌胚抗原(Carcinoembryonic antigen,CEA),分析荧光猝灭效率与CEA浓度的相关性。适配体寡核苷酸探针(aptamer)与CEA特异性结合,形成CEA-aptamer-GO-CuNCs复合物,随着CEA浓度的增加,CuNCs的荧光强度能够被有效淬灭,绘制CEA浓度与荧光猝灭效率标准曲线,通过测定待测样本的荧光猝灭效率而定量CEA浓度。本次研究建立了检测CEA的aptamer-GO-CuNCs标记生物传感器的荧光分析法,最佳孵育时间为15 min,孵育温度为37℃,CuSO4溶液最佳浓度为300μmol/L,线性范围为0.05~50ng/mL,检出限(S/N=3)为0.01ng/mL。本荧光分析法可准确检测人血清样本中CEA浓度,且检测灵敏、特异性均较好,可为临床上癌症早期临床筛查、诊断以及治疗、预后评估等提供指导。

基于铜纳米粒子/氧化锌/石墨烯修饰电极的电化学方法测定硫酸卡那霉素

在氧化锌/石墨烯(ZnO/GO)修饰ITO电极表面电沉积铜纳米粒子(CuNPs),制备了一种新型的电化学传感器,用于检测硫酸卡那霉素(KANA)。采用扫描电镜对制备的纳米材料以及修饰电极表面进行表征。优化后的测定条件为:在0.15 mol/L PBS缓冲溶液(pH 6.5)中,电沉积扫描圈数为40圈时, KANA在铜纳米粒子/氧化锌/石墨烯(CuNPs/ZnO/GO/ITO)电极上的电化学响应最大。KANA在电极表面的反应机理为单电子转移过程,修饰电极有效表面积为0.482 cm^2,是裸电极的2.42倍。在0.99～30.6μmol/L范围内,响应电流与KANA浓度呈良好的线性关系,线性方程为I_(pc)=-5.183c-4.544×10^(-6),R^2=0.9975,检出限为:0.31μmol/L,加标回收率为97.8%～103.6%。此传感器具有良好的稳定性与重现性,可用于药物中KANA的检测。

氧化石墨烯/镍纳米润滑添加剂的润滑性能

目前有关氧化石墨烯表面负载金属纳米颗粒作为润滑添加剂的研究不多。为此,利用化学沉淀法制备了氧化石墨烯/镍纳米润滑复合材料,利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行表征。将氧化石墨烯和氧化石墨烯/镍纳米材料作为润滑添加剂分别添加到液体石蜡中,利用四球摩擦磨损试验机分别考察其摩擦学性能。结果表明:相对于纯液体石蜡,添加氧化石墨烯/镍纳米润滑复合材料的液体石蜡和添加氧化石墨烯的液体石蜡的润滑效果都有提高,且添加氧化石墨烯/镍纳米复合材料时润滑效果最好。氧化石墨烯/镍纳米复合材料添加量为0.08%时润滑效果最好,相对于纯液体石蜡,摩擦系数和磨斑直径分别降低了18%和22%。

基于石墨烯/纳米氧化铝修饰电极的溶出伏安法测定土壤中铜

制备了一种石墨烯/纳米氧化铝复合膜修饰玻碳电极以测定土壤中铜含量。采用阳极溶出伏安法考察了水溶液中铜在裸电极和不同膜修饰电极上的电化学行为,并对实验条件进行了优化。结果表明,在pH 4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液(简称Mc缓冲溶液)中,于-0.6V的富集电位下富集12min,铜在复合膜修饰电极上的溶出峰电流相对于裸玻碳电极提高了2.4倍,铜的溶出峰电流与其浓度在6×10^(-9)~1×10^(-5) mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达到1×10^(-9)moL/L。最后用石墨烯/纳米氧化铝复合膜修饰电极检测微波消解后土壤样品中铜的含量,6次平行测定相对标准偏差(RSD)均小于5%,土壤样品中铜的质量分数介于24.86~36.04mg/kg之间,表明该小区土壤中铜的含量位于正常水平。同时采用火焰原子吸收光谱法(AAS)进行方法对照,检测结果为25.47~35.86mg/kg,表明实验方法比较可靠。

金纳米线/氧化石墨烯复合材料的制备

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),反应体系为浓硫酸加硝酸钠,高锰酸钾为氧化剂,反应过程可分低温(4℃以下反应2h)、中温(38℃反应2h)和高温(98℃以下反应2h)三个阶段,将4g石墨经过强酸氧化得到GO,以制备的GO为结构单元,采用化学法使其与金纳米线合成复合材料,将12mg四氯金酸溶于400μL油胺中,在油胺的作用下,形成金纳米线/氧化石墨烯(AuNWs/GO)纳米复合材料。通过扫描电镜、X射线衍射方法对GO、AuNWs/GO纳米材料的形貌和结构进行了表征。

涤纶基纳米铜/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其电磁屏蔽性能

为制备具有电磁屏蔽性能且质轻、柔软的复合材料,以涤纶织物为基材,采用浸轧法将纳米铜乳液和氧化石墨烯负载到织物中,并通过化学法还原氧化石墨烯,制备涤纶基纳米铜/还原氧化石墨烯复合材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等对复合材料进行表征,分析了纳米铜乳液粒径、质量分数及氧化石墨烯质量分数对复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明:在纳米铜乳液平均粒径为93.7 nm、质量分数为20%,氧化石墨烯质量分数为8%条件下制备的复合材料具有良好的电磁屏蔽性能,其最小反射损耗值为-38.06 dB;与普通涤纶织物相比,复合材料亲水性能提高,手感良好,断裂强力略有降低。

还原氧化石墨烯/TiO_(2)纳米线复合膜的制备及对Cu^(2+)吸附性的影响

以石墨烯和自制TiO_(2)粉末为原料,通过两步水热法联合真空抽滤法制备还原氧化石墨烯/TiO_(2)纳米线(rGO/TiO_(2) NWs)复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱对rGO/TiO_(2) NWs复合膜的形貌、结构进行表征。研究结果表明,还原氧化石墨烯和TiO_(2) NWs成功地复合在一起,复合材料中TiO_(2) NWs分散性较好。Cu^(2+)吸附实验结果表明,复合材料中TiO_(2) NWs所占比例、pH值是影响Cu^(2+)吸附效果的重要因素,研究复合材料对Cu^(2+)的吸附效果应该在pH值为6.0的近中性环境。其中TiO_(2) NWs含量为50%时,复合膜对Cu^(2+)的吸附量最高,达到rGO薄膜的4倍。复合薄膜有较好的吸附稳定性,重复使用5次后,吸附率是原吸附量的91%。

银纳米线与氧化石墨烯复合物的制备及其抗菌性能研究

为了获得具有良好抗菌活性的材料,制备氧化石墨烯与银纳米线的复合材料.通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对制备的氧化石墨烯、银纳米线和氧化石墨烯与银纳米线复合材料进行表征.以大肠杆菌为试验菌株进行抗菌性能试验.结果表明,氧化石墨烯与银纳米线复合材料具有明显的抗菌作用.从氧化应激理论和膜损伤理论等方面探讨了抗菌材料的抗菌机制.以DMPO(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)和TEMP(2,2,6,6-四甲基哌啶)为捕获剂,采用ESR方法分别测定了材料在光照射下产生的3种活性氧(O·-2,1O2,·OH),并采用扫描电镜法观察大肠杆菌的微观形态.

石墨烯量子点/氧化锌纳米线复合提高紫外光传感性能

传统的氧化锌紫外探测器存在光电流小的问题,由于石墨烯具有较高的载流子迁移率,文中采用一种简便的旋涂退火的方法,使得石墨烯量子点在氧化锌纳米线表面复合。利用石墨烯量子点修饰氧化锌纳米线的表面后,制备的氧化锌基紫外光电探测器在5 V偏置电压条件下,在波长为365 nm、功率为1.35 mW/cm^(2)的紫外光照射下,光电流从9.5μA增加到65μA,光电流增大了6.8倍,光电流明显提高。这种简单的旋涂退火方法,在有效降低紫外光电探测器加工工艺的同时,提高了探测器的性能,将为下一代可持续绿色发展策略,设计高效率低成本的光电设备提供有益的参考。

蒙脱土/还原氧化石墨烯负载纳米铜复合物的制备及其抗菌性能的研究

本文研究了蒙脱土/还原氧化石墨烯负载纳米铜(MMT-rGO-CuNPs)复合抗菌材料的制备及其抗菌性能。通过X射线衍射图谱的检测,确定MMT-rGO-CuNPs复合物已经成功。为了研究复合物的抗菌活性,通过观察大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表面形貌变化和细菌体外离子浓度变化,证明MMT-rGO-CuNPs复合物对金黄色葡萄球菌的抗菌性能要强于对大肠杆菌。

羟基磷灰石纳米线/还原氧化石墨烯/纳米金复合材料基传感器在抗坏血酸检测中的应用研究

羟基磷灰石纳米线具有比表面积大、吸附性强,生物相容性好的优点,利用石墨烯优异的导电性与羟基磷灰石复合制成纳米复合材料,该复合材料在电化学领域得到了越来越广泛的应用。利用水热法一步制备出羟基磷灰石纳米线/还原氧化石墨烯/纳米金复合材料,并用该复合材料修饰的玻碳电极作为工作电极制造出抗坏血酸氧化酶传感器,该传感器对抗坏血酸的电化学性能结果表明:纳米复合材料修饰的工作电极对抗坏血酸有优异的电化学活性,峰值电流与抗坏血酸浓度呈现良好的线性关系;抗坏血酸氧化酶传感器灵敏度为1.5949×10-2 A/moL,线性检测范围为3.90×10-4~3.60×10-2 mol/L(R2=0.99845),最低检测限为3.39×10-6 mol/L(S/N=3)。实验结果表明该抗坏血酸氧化酶传感器具有灵敏度好,线性检测范围宽,最低检测限小的优点,在对抗坏血酸检测领域具有广泛的应用前景。

基于氧化石墨烯-纳米镍修饰电极的化学耗氧量即时检测系统

建立了一套流动态下即时测定化学耗氧量(COD)的电化学分析系统。以GO-NiNPs修饰的平面电极与3D打印薄层流通池构成检测模块,微型蠕动泵驱动试液流经电极表面,采用计时电流法进行测定。考察了修饰材料、介质和电化学操作条件对电极表面形态及分析性能的影响。此装置对COD的响应时间为1.5 min,样品用量约2 mL。在低浓度区间的线性响应范围为0.15~100 mg/L,线性方程i(μA)=3.974c(mg/L)+0.2295,相关系数R=0.9991,检出限0.04 mg/L;在高浓度区间的线性响应范围为100~450 mg/L,线性方程i(μA)=1.938c(mg/L)+230.9,相关系数R=0.9877。此系统对典型环境水样的测定结果与国标GB11914-89法测定结果间相关性良好,而耗时仅为其1/100,且无需使用任何贵重及毒害性试剂,避免了二次污染,具有良好的便携性。

离子液体体系中石墨烯负载铜纳米粒子高效电催化氧还原反应

通过一步还原法制备了还原氧化石墨烯纳米片负载的铜纳米粒子复合材料(CuNPs-rGO-20%,CuNPs-rGO-80%,CuNPs-rGO-120%),并利用循环伏安法分别在0.1 mol/L KOH水溶液和离子液体(Ionic Liquid,IL)1丁基3甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)电解液中进行电化学测试来研究其对氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction,ORR)的电催化效果.采用透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制备的纳米粒子催化剂进行表征.TEM和XRD结果表明,所制备的CuNPs-rGO-80%纳米粒子表面主要为Cu(111)晶面,平均粒径约为10 nm.电化学测试结果表明,与商业化Pt/C(质量浓度20%)催化剂相比,CuNPs-rGO-80%纳米催化剂在IL中具有优异的ORR电催化活性,ORR的起始电位更正,ORR峰电位正移150 mV,还原电流密度更大.

基于MnO_2纳米线-还原石墨烯复合修饰电极的多巴胺电化学检测

通过电化学还原法制备MnO_2纳米线/还原石墨烯复合修饰电极(MnO_2-RGO/GCE),用于多巴胺(DA)的检测。采用扫描电镜和X-射线粉末衍射对不同的修饰电极微观形貌进行了表征,优化了电化学还原条件和测定DA实验条件。此外,还研究DA在裸电极及RGO或MnO_2-RGO修饰电极上的循环伏安响应。MnO_2-RGO/GCE复合修饰电极实现AA、DA和UA氧化峰的有效分离,AA-DA和DA-UA的氧化峰电位差分别为268和128 m V。检测DA的线性范围为0.06~1.0μmol/L和1.0~80μmol/L,检出限为1.0 nmol/L(S/N=3)。制备的MnO_2-RGO/GCE成功用于人血清样品的多巴胺含量分析。

负载钯铜三维还原氧化石墨烯电化学传感器检测对硝基苯酚

构建了基于负载钯铜纳米粒子的三维还原氧化石墨烯复合材料的对硝基苯酚电化学传感器。利用含钯离子、铜离子的溶液与氧化石墨烯(GO),通过水热法合成负载钯铜纳米粒子的三维还原氧化石墨烯([PdCu/3DRGO]),利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱对材料进行了表征;将复合材料滴涂于玻碳电极(GCE)表面制成修饰电极([PdCu/3DRGO]/GCE),采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)研究了修饰电极的电化学行为。在优化的实验条件下,利用差分脉冲伏安法(DPV)、时间电流曲线法(i-t)等技术对硝基苯酚(4-NP)进行了检测,表现出良好的性能,检出限为0.050μmol/L(S/N=3),灵敏度为0.372μA/(μmol/L·cm^2),线性范围为10～3000μmol/L。传感器的稳定性好,抗干扰性能强,水中常见无机离子和结构类似物不干扰对4-NP的测定。

一种在可见光下具有高催化降解活性的钼掺杂TiO2纳米线/石墨烯复合物的制法

一种在可见光下具有高催化降解活性的钼掺杂TiO 2纳米线/石墨烯复合物的制法,属于光催化剂制备的技术领域。本发明采用TiO 2和氧化石墨烯为原料,以四水合七钼酸铵为金属钼源,经碱性水热和煅烧处理,最终得到钼掺杂TiO 2纳米线/石墨烯复合物。合成的钼掺杂TiO 2纳米线/石墨烯复合物对有机污染物的吸附能力增强,对可见光有较强的吸收能力,可延长电子-空穴对的寿命,对有机污染物催化降解能力增强,其最好降解率是TiO 2纳米线的2.28倍,是钼掺杂TiO 2纳米线的1.91倍,具有较高的实际应用价值。

基于石墨烯纳米复合材料的重金属离子电化学传感器研究

近年来,工业快速发展使得我国水污染现象日趋严重,其中,重金属离子含量超标是造成水污染的重要原因。因此,发展简便、快速、灵敏的重金属离子检测技术非常重要。电化学检测方法具有操作简单、制备成本低、灵敏度高和易于微型化等优点,在重金属离子检测中具有重要应用价值。基于热还原氧化石墨烯(Tr GNO)-金纳米颗粒(Au NPs)复合材料构筑高性能电化学传感器平台,采用电化学方法实现对铜离子(Cu2+)的简便、快速、灵敏检测。采用透射电子显微镜和各种电化学技术对纳米复合材料及其修饰电极进行了形貌表征和电化学测试,并对材料制备和测试条件进行了优化。结果表明,通过Tr GNO与Au NPs的有效复合,所制备的纳米复合材料具有增大的电极表面积和优异的导电性,有利于提高对Cu^(2+)的电化学检测灵敏度。线性检测范围为1. 0×10^(-6)～5. 0×10^(-4)mol/L,检测限可达8. 5×10^(-7)mol/L。